Pengertian Tentang Air Fuel Ratio (AFR) - Terjadinya proses pembakaran pada mesin pembakaran dalam (internal combution engine) agar dapat menghasilkan tenaga yang optimal, maka harus memenuhi 3 persyaratan utama, yaitu :
- 1. Tekanan kompresi yang tinggi.
- 2. Waktu pengapian yang tepat serta percikkan bunga api pada busi yang besar (kuat).
- 3. Campuran udara dan bahan bakar yang sesuai.
Pada syarat ketiga yaitu campuran udara dan bahan bakar harus sesuai, campuran ini diatur oleh sistem bahan bakar pada kendaraan tersebut. Jika pada sistem bahan bakar konvensional campuran udara dan bahan bakar diatur oleh karburator sedangkan pada sistem bahan bakar injeksi tergantung dari cepat / lamanya penginjeksian yang dilakukan oleh injektor.
Campuran udara dan bahan bakar yang masuk ke dalam ruang bakar harus dalam keadaan yang mudah terbakar agar dapat menghasilkan efisiensi tenaga mesin yang optimal. Jika campuran udara dan bahan bakar tidak baik maka akan membuat campuran ini menjadi sulit terbakar.
Bahan bakar tidak akan dapat terbakar dengan sendirinya tanpa adanya udara (oksigen), sehingga bahan bakar harus dicampur dengan udara dengan takaran atau perbandingan yang sesuai. Campuran perbandingan udara dengan bahan bakar (rasio bahan bakar) akan berpengaruh terhadap efisiensi pembakaran.
Pengertian Air Fuel Ratio (AFR)
Perbandingan / rasio antara campuran udara dan bahan bakar dinyatakan dalam bentuk volume atau berat dari bagian udara dan bahan bakar. Pada umumnya, perbandingan antara udara dan bahan bakar dinyatakan berdasarkan berat udara dan berat bahan bakar.
Perbandingan campuran udara dan bahan bakar inilah yang dikenal dengan nama AFR (Air Fuel Ratio). Air Fuel Ratio (AFR) adalah perbandingan jumlah udara dan bahan bakar yang dibutuhkan dalam proses pembakaran dalam mesin. AFR yang stoikiometris (ideal) akan menghasilkan pembakaran yang sempurna.
Kendaraan dengan bahan bakar bensin biasanya memiliki nilai AFR 14,7 : 1, bahan bakar alkohol angka bandingnya 6,4 : 1 dan solar angka bandingnya 14,5 : 1. Pada tabel di bawah ini diperlihatkan perbandingan campuran udara dan bahan bakar yang dibutuhkan pada beberapa kondisi tertentu.
Kondisi Kerja Mesin | Perkiraan Perbandingan Antara Udara Dan Bahan Bakar |
Pada saat start temperatur 0o C | 1 : 1 |
Pada saat start temperatur 20o C | 5 : 1 |
Pada saat idle | 11 : 1 |
Putaran lambat | 12 - 13 : 1 |
Akselerasi | 8 : 1 |
Putaran maksimum (beban penuh) | 12 - 13 : 1 |
Putaran sedang (ekonomis) | 16 - 18 : 1 |
Pengaruh Perbandingan Udara Dan Bahan Bakar Pada Kerja Mesin Kendaraan
1. Perbandingan campuran udara dan bahan bakar (AFR) kaya
Jika campuran udara dan bahan bakar ini terlalu gemuk atau kaya justru tidak akan meningkatkan tenaga yang dihasilkan dan justru akan merugikan mesin kendaraan tersebut. Campuran yang terlalu kaya akan berkemungkinan adanya bahan bakar yang belum terbakar dan hal ini akan meningkatkan pemakaian bahan bakar yang boros.
Selain itu, campuran yang terlalu kaya akan menghasilkan emisi hasil pembakaran berupa karbon. Karbon ini akan berpengaruh terhadap warna gas hasil pembakaran yaitu asap pada gas buang akan berwarna hitam. Selain itu, lama-kelamaan karbon akan menumpuk pada ruang bakar dan membentuk kerak. Apabila terdapat kerak pada ruang bakar dapat menyebabkan terjadinya engine knocking.
2. Perbandingan campuran udara dan bahan bakar (AFR) kurus
Campuran udara dan bahan bakar yang terlalu kurus juga tidak baik karena akan membuat tenaga yang dihasilkan oleh mesin menjadi berkurang dan juga dapat membuat suara mesin menjadi tersendat - sendat. Selain itu, temperatur mesin juga akan menjadi cepat panas sehingga dapat mebuat merusakan pada mesin.
3. Perbandingan campuran udara dan bahan bakar (AFR) ideal
Campuran udara dan bahan bakar yang ideal akan berpengaruh terhadap kinerja mesin yang baik dan optimal serta akan membuat pemakaian bahan bakar dan pembakaran menjadi lebih efisien.
Hubungan AFR Dengan Istilah "Rich" dan "Lean" Pada Proses Pembakaran
Rich terjadi jika AFR lebih rendah dari seharusnya, artinya udara yang terpasok ke mesin kurang dari 14,7 bagian. Dam sebaliknya, "Lean" adalah jika AFR lebih tinggi dari seharusnya, yang artinya pasokan udara ke mesin melebihi 14,7.
Contohnya :
AFR yang "lean" akan membuat suhu mesin lebih tinggi dari suhu normal, oleh karena itu mobil yang dilengkapi dengan booster (turbo) tidak akan memakai setting AFR yang "lean".
Contohnya :
- 15,0 : 1 = "Lean"
- 14,7 : 1 = "Stoikiometris (pas banget)"
- 13,0 : 1 = "Rich"
Pada umumnya, pengapian mobil bensin disetting pada AFR "Rich" dengan tujuan tenaga yang dihasilkan lebih besar. AFR yang sering dipakai adalah AFR dalam rentang 12 : 1 hingga 13 : 1.
Campuran udara dan bahan bakar yang terbakar akan menaikkan tekanan dan suhu silinder. Kalau mesin mobil dilengkapi turbo, turbocharger akan menambah kepadatan udara dalam ruangan mesin. Tingginya tekanan udara di dalam mesin dapat mengakibatkan knocking (suara mesin ngelitik). Hal inilah alasan mengapa kebanyakan mobil dengan mesin turbo menggunakan setelan AFR yang "Rich".
Tiga parameter penting yang perlu diperhatikan untuk mencegah "suara mesin ngelitik" pada mesin, yaitu :
- 1. Mengurangi daya booster (untuk mesin yang menggunakan turbocharger).
- 2. Mengatur AFR ke mode "Rich".
- 3. Memundurkan waktu pengapian.